第181章 超燃衝壓發動機測試成功,隱身性待檢測
1983年8月12號,在緬北基地,天空湛藍如寶石,萬里無雲,澄澈得沒有一絲雲彩的蹤跡。微風輕柔地拂過,仿佛一雙溫柔的手,悄然帶走了暑熱,帶來絲絲涼爽。
飛行器研究所的機庫大門,在電機的驅動下緩緩向兩側打開,發出低沉的轟鳴聲,仿佛是在宣告一個重要時刻的來臨。隨著大門的完全敞開,第一架隱身飛行器展現在眾人眼前。它那流暢的線條,充滿科技感的造型,在陽光下閃爍著神秘的光芒。
一名新人類,身著特製的飛行服,眼神堅定而自信,步伐沉穩地走向飛行器。他敏捷地登上飛行器,熟練地進入駕駛艙,系好安全帶,戴上頭盔。隨後,在眾人緊張而期待的目光中,他輕輕推動操縱杆,飛行器的引擎發出低沉而有力的轟鳴聲,緩緩地從機庫中駛出。
隨著飛行器的前進,它底部的輪子在平坦的地面上平穩地滾動著,帶起一陣輕微的塵土飛揚。新人類專注地操縱著飛行器,不斷調整著速度和方向,確保它能夠安全、平穩地駛向預定的地點。在微風的吹拂下,飛行器的身影漸行漸遠,仿佛是一隻即將展翅翱翔於藍天的雄鷹,充滿了力量與希望,即將開啟一段令人矚目的飛行之旅。
這第一架隱身飛行器主要是用於測試超燃衝壓發動機,所以王建昆製造時採用了3發動機結構,兩發小涵道比渦扇發動機在機尾兩側,中間是超燃衝壓發動機。
因為目前來說,在大氣層內飛行的載入飛行器或者中型飛行器,要想達到2馬赫以上的巡航速度,使用超燃衝壓發動機是最合適的,其他的發動機比如火箭發動機只適合一次性使用,而且比沖太低不適合王建昆的需求。
超燃衝壓發動機工作原理主要是三個步驟,
第一步是空氣壓縮,進入的空氣在飛行器的向前運動下被壓縮。與傳統噴氣發動機依賴壓縮機和渦輪等旋轉部件不同,超燃衝壓發動機採用更高效、更精簡的設計,省去了這些運動部件,利用飛行器現有的高速氣流來壓縮進入的空氣。而產生燃燒所需的增壓過程取決於飛行器在循環開始時的高速度。
這也是為什麼要在兩側配備兩台傳統的噴氣發動機的原因了,這是為了讓飛行器達到能夠啟用超燃衝壓發動機的初始速度。
第二步就是燃料混合與燃燒,經過壓縮的空氣與燃料混合,然後在超音速條件下點燃。在超燃衝壓發動機中,由於是在高壓、高溫的條件下,燃料被瞬間蒸發,形成大量的可燃氣體,進而引發超聲速燃燒。超聲速燃燒是指在燃燒室中的燃氣超過聲速,燃燒速度極快,從而實現更高的推進力。
第三步就是產生推力了,燃燒產生的高溫高壓氣體通過噴嘴排出,產生巨大的推力。發動機設計使用一個產生推力的噴嘴、一個為超音速氣流設計的燃燒室和一個流線型進氣口。超燃衝壓發動機在整個發動機循環期間持續產生超音速氣流,這種設計消除了對亞音速擴散的要求,而亞音速擴散對於傳統衝壓噴氣發動機的有效燃燒是必不可少的。通過消除將氣流減速至亞音速水平(這是傳統衝壓噴氣發動機的一個根本限制),超燃衝壓發動機能夠在極高速度下以最高效率運行。
這款超燃衝壓發動機的技術難點就在如何確保極端惡劣條件下使發動機保持持續燃燒,另外的熱量管理和材料耐久性方面也是有很多難點。
目前王建昆對NS方程的研究已經有所突破,結合智子的量子運算能力,設計的這款超燃衝壓發動機在模擬狀態下已經能穩定的工作2小時了,現在就需要讓人把它帶到高空去進行實際測試。
「各小組注意,6號飛行器即將起飛,按照預定方案執行。」王建昆在通過耳邊的送話器發布著命令。
「雷達跟蹤小組收到。」
「光學跟蹤小組收到。」
「熱成像跟蹤小組收到。」
「搜救小組收到。」
隨著各小組回復收到命令並做好準備後,王建昆發布命令道:「新一佳,按照預定試飛方案起飛。」
「收到。」由王建昆製造的被命名為「新一佳」的試飛員熟練地啟動各項系統。
他坐在駕駛艙內,感受著飛機的微微震顫,如同與一個強大的夥伴建立起了獨特的連接。隨著引擎的轟鳴聲響起,試驗機猶如一隻蓄勢待發的猛獸,開始在跑道上加速滑行。
很快,試驗機騰空而起,沖向那湛藍的天空。在基地上空約 1千米左右,飛機開始盤旋,地面各跟蹤小組也緊鑼密鼓地展開工作,陸續匯報著跟蹤測試數據。
新一佳按照預定方案,果斷地推動操縱杆,飛機迅速爬升,速度越來越快,機身漸漸消失在人們的肉眼中,只有地面上的多個跟蹤小組通過先進的設備才能捕捉到它的蹤跡。
當飛機抵達 8萬米高空時,新一佳快速改平飛機,這架試驗機在兩台渦扇發動機的強勁推動下,速度來到了 2馬赫。他沉穩地通過通訊設備與地面上的王建昆溝通確認後,毅然啟動超燃衝壓發動機。
瞬間,飛機仿佛被注入了無窮的力量,獲得了極大的加速度,幾秒鐘後,新一佳才手忙腳亂地關閉渦扇發動機。
他定睛一看速度表,飛機速度已經接近 3馬赫了,而且速度還在飛速增加,一直到接近 5馬赫時,加速度才逐漸消失。
此時,飛機已經飛出 5百公里,快到孟加拉灣上空了,雖然新一佳是一名由王建昆結合多位飛行員的基因製造出來的新人類,而且特意壓制了大腦的情感區,但是此時在超高速飛行器中的他的心中還是湧起一股強烈的成就感與使命感。
目前除了美蘇兩大國有通過火箭和太空梭把人送上太空,讓人類感受過3馬赫以上速度外,他新一佳也有幸成為其中的一員,而且這款飛行器不同於火箭只能感受百來秒這種速度,他能夠在上面持續飛行許久。
不過現在已經到了孟加拉灣上空了,按照測試預案,他得趕緊掉頭回返,因為是第一次試飛,燃油並不是滿裝的。
他一邊匯報著飛機的情況,一邊操縱著這架速度怪獸拐彎,因為速度實在太快,他不得不讓腦機晶片接管身體來控制飛機。
王建昆為了試驗這種超級飛行器,其實做了很多前期準備工作,他通過各種公開和秘密的渠道,收集了很多飛行知識,然後也讓小舅找來了幾位飛過超音速飛機的飛行員,把他們的記憶提取出來然後讓智子分析整理形成新的試飛員記憶包。
然後他又以幾位飛行員的身體和基因為模版,製造出新一佳這位集合了多位飛行員最優秀部分的素質,並把飛行記憶包導入到他的腦機晶片中。
這架以5馬赫飛行的試驗機在孟加拉灣上空拐了一個大彎,在進入緬甸後又沿著來時經過的若開山脈,往緬北飛去,在距離基地200公里時,新一佳關閉超燃衝壓發動機,讓實驗機向基地滑行,此時失去動力的試驗機速度慢慢降低下來。
到了快接近基地上空時,已經來到亞音速了,新一佳按照計劃打開渦扇發動機,在基地上空盤旋一圈後,把機頭對準跑道,然後駕駛飛機降落。
「報告,第一次試飛已完成,請指示。」
新一佳將飛機開到機庫里,然後在外部地勤人員的幫助下下了飛機,來到等候在一旁的王建昆回復。
「非常好,第一次就圓滿成功,等下去模擬室將數據導出後,你就可以休息了。」
王建昆隨後帶著新一佳來到位於地下的模擬室,這裡有一台超級計算機,牆上還有一個大型的LED屏幕。
新一佳坐上特製的座椅,戴上數據傳輸頭盔,將腦海中的試飛時所用看到的,聽到的甚至聞到的感官數據傳輸到超級電腦上。
數據傳輸完畢後,王建昆啟動早已準備好的軟體,將新一佳導出的數據進行處理然後在大屏幕上呈現出來。
最開始的一段就是正常的飛機起飛畫面,跑道兩側的影像快速的後退,然後眼前變成湛藍的天空,然後高空盤旋的場景王建昆也非常熟悉,以前駕駛Y-1運輸機時早已見過很多次,然後隨著兩台渦扇發動機的被噴入大量燃油,發動機噴出的氣體量和速度快速增加,畫面伴隨著轟鳴聲向上抖動,然後機頭前方出現一道一閃而逝的氣牆,那是突破音障的標誌。
此時模擬室內只傳來了飛機輕微的內部震動聲,外部的聲音已經消失了,那是因為聲音被飛機拋在了後面,坐在機艙里的新一佳聽不到了。
等到了飛機改平後,王建昆從畫面里看到了地面的弧線,那是印度洋切面與太空交接的邊際了,他之前在高空飛艇時見到過。
等到超燃衝壓發動機打開時,畫面一陣抖動,上面的速度表快速攀升,一開始是2420公里每小時,然後三十多三十多的往上跳,大概一分半鐘後,速度來到了6千公里每小時,前面幾秒的加速度都接近10G了,要不是新一佳超級體格,還穿戴著超級抗荷服,絕對要暈過去。
一開始新一佳也是不適應的,手緊緊抓住機艙內的固定部位抵抗這極大的加速度,後面加速度降低後他才能夠自由活動,腦袋從機艙玻璃往兩側看,隨著他的視野,下方的山脈快速的倒退,不一會就來到了大海之上。
王建昆看完新一佳的第一視角後,又把數據導入到另外一個地面模擬機,這台模擬機在一個長長的擺臂上,可以模擬加速和減速,還可以模擬飛機不同的姿態,這是他為自己準備的,等到新一佳完成一項測試後,他就在模擬機上學習,今後他就能夠掌握超音速飛行了。
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這些實際測試得到的數據今後也會開放給緬北的空軍使用,等到新人類的小批量測試完成,緬北開始發展航空工業時,這些數據就能派上用場了。
既然超燃衝壓發動機發動機已經測試成功,這代表著設計是合理的,接下去的兩天裡,新一佳駕駛著這6號試驗機多次往返天空和基地,帶回了大量的試飛數據,這些都被保存下來。
當然超燃衝壓發動機在經過多次使用後還是出現了故障,因為高空空氣稀薄,散熱不像低空那樣容易,當時超燃衝壓發動機在高空以滿功率運行,燃燒室因為熱量堆積而出現了融熔變形而熄火了,這燃燒室的結構那是經過精密計算的,發生了變形後,燃氣就不能穩定燃燒,幸好沒發生爆炸,超燃衝壓發動機熄火後,新一佳讓飛機滑行一段距離,待速度降低到2馬赫時啟動渦扇發動機後把試驗機開回了基地。
王建昆之前一直在收集這台發動機的運行後的情況,智子根據王建昆投影得到的磨損和內部原子排列情況大致推算了一個使用壽命,大概是12個小時。
這個壽命已經夠王建昆的要求了,他暫時只打算把這種發動機用在他自己個人出行的飛行器上,按照地球表面的大圓路線,環繞地球一圈也才4萬公里,超燃衝壓發動機啟用後能夠使飛行器達到6千公里每小時的速度,大概6個半小時就能環繞地球一圈了。
今後王建昆個人使用時,只要每次出發時重新更新一次發動機,就能到達全球任何一點了。
至於後續的研究,王建昆已經做了個計劃,他將在基地內組建一個由新人類組成的研究團隊,一邊用他們自己的聰明才智開發新的發動機,一邊對王建昆讓智子設計的發動機進行風洞測試。
在完成超燃衝壓發動機的核心動力測試後,王建昆開始讓基地進行隱身測試。
他在這款個人小型飛行器上運用了最新的等離子體隱身技術,這種等離子體隱身技術比目前美國正在研究的吸波材料還先進。
這一技術的原理還是從蘇聯的得到的啟發,小舅派出的人在那邊收集到眾多的研究項目,其中就有等離子體隱身的理論出現。不過目前蘇聯還只是對這一技術進行理論研究,還沒進入到實物研究方面,主要是等離子云特別難在飛行器表面製造出來。
現有的製造等離子體的設備還非常笨重,而蘇聯在精密製造方面又是短板,所以他們的研究沒有任何頭緒。
等離子體其實有多種產生方式,第一種是高溫或者高能量激發:當給氣體施加顯著的高溫或高能量時,中性的物質會被離解成離子、電子和自由基,從而形成等離子體。例如,在閃電的形成過程中,雲層中靜電的積累使離子和電子流動,形成等離子體,將空氣加熱而產生電荷形成閃電。
這種方式不適合王建昆製造個人飛行器,因為溫度非常高,會被熱成像雷達或者觀瞄設備看到,雖然它能夠產生等離子體吸收和干擾電磁波。
第二種是激發氣體分子:等離子技術中最常用的是非熱平衡等離子體,也稱為大氣壓等離子體,它不需要在真空條件下產生,而是在常壓下利用電場激發氣體分子生成等離子體。
第三種是外加電壓:通過對氣體施加外加電壓,使氣體中的電子獲得足夠的能量,從而與原子或分子發生碰撞並使其電離,進而形成等離子體。
王建昆根據第二種和第三種等離子體產生的原理,製造出了石墨烯超級電離器。
這種單個電離器的形狀是一片片邊長1厘米的六邊形貼片,一個個貼片可以緊密的接合起來,可以作為飛行器的蒙皮貼附在外面。
電離器外表是類荷葉的特殊微觀結構,如果採用放大鏡觀看,那是一個個微小的凸起,直徑在10納米左右,平均間距為1微米。
這些凸起就是放電的結構,它後端的石墨烯超級電容會根據程序釋放電能給它,它會對吸附的氣體進行放電從而產生等離子體,這些等離子體會在這些納米凸起之間暫留,不會瞬間被空氣帶走,這可以確保飛行器表明被一層等離子體雲覆蓋,從而達到隱身的效果。
這種類荷葉的凸起結構還不僅僅是產生和保存等離子體,還能根據飛行器收集到的外界數據改變顏色,就跟變色龍的原理類似。
在常規狀態下,這些電離器是鐵灰色的,一旦有需要,他們就會根據外界的環境改變顏色,在地面上會形成叢林迷彩色或者沙漠迷彩色。升空後還能根據姿態,把對地的那面變成當時天空的顏色,把對天空的那面變成地面的顏色,到時候只要在200米外,不仔細看絕對發現不了進入隱身狀態的飛行器。
這一個個小小的等離子體結合了眾多的仿生學知識,這也是王建昆在收集了大部分武器製造思路都參考現實中的生物時想到的。